Способ управления режимом в дуговой сталеплавильной печи
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК Ы 1700780 А1 (sl)s Н 05 В 7/148
ГО СУДА Р СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ""E- - léHIll
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669981/07 (22) 30.03,89 (46) 23.12.91.Бюл.RL 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) Н,А.Савадык, В,А.Ершов и К.М,Федоров (53) 621,365.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1003389, кл. Н 05 В 7/00, 1981.
Elel
ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение тепловой нагрузки на стены печи путем повышения степени экранирования дуг, В процессе плавки измеряют электрические
Изобретение относится к электротермии, в частности к управлению технологическими процессами производства стали, например в дуговых сталеплавильных печах или при ковшовой обработке стали.
Целью способа является снижение тепловой нагрузки на стены печи путем увеличения степени экранирования дуг, На фиг.1 и 2 изображены диаграммы зависимости измеряемых электрических параметров печи и параметров положения перемещения электродов — текущего ltl u фиксированного l Для.получения стали заданного качества в дуговой печи или ковше необходимо произвести доводку полупродукта по химическому составу и температуре. Для этого параметры в электродах, перемещают их, оценивают степень экранирования дуг и вводят вспенивающие шлак материалы, причем степень экранирования дуг определяют как разность текущего положения электрода и верхнего уровня шлака, в случае, когда разность отрицательна, перемещают электрод вниз, до тех пор, пока разность не будет положительна при одновременном контроле тока, и если ток превышает заданный, перемещение электродов прекращают и вводят в печь очередную прцию вспенивающих материалов, при этом верхний уровень шлака определяют как среднее арифметическое двух положений электродов, одно из которых зафиксировано в момент появления эл.сигнала, а второе— предыдущее первому, при отсутствии эл.сигнала, 2 ил. требуется частое взятие проб мателла и замер температуры, а следовательно, обрыв дуг и их зажигание. Во время доводки расплавленного металла дуги ничем не закрыты и мощное излучение от них падает на стены печи или ковша, что приводит к их быстрому износу, Поэтому для защиты стен используют шлаки, покрывающие жидкий металл, которые дополнительно вспенивают, добавляя специальные материалы, Толщина шлакового слоя, а следовательно, и его верхний уровень время от времени, могут изменяться, поэтому поддержание режима "закрытых дуг" требует большого внимания и опыта обслуживающего персонала. Для упрощения этого периода предлагается способ его автоматизации, 1700780 При зажигании дуг на электроды подают определенную мощность. В этот момент фазные напряжения на них равны паспортным значениям напряжения соответствующей ступени печатного трансформатора, а токи равны нулю. В процессе доводки металла постоянно измеряются электрические параметры электродов, сравнивают их с заданными и определяют положение электродов. Так как концы электродов могут быть расположены на разных расстояниях от верхнего уровня шлака, то один из электродов достигнет поверхности шлака первым, тогда его фазное напряже. ние оезко уменьшится, а ток останется равным нулю, При этом, если фазное напряжение уменьшится ниже 10; паспортного значения, что определяется по изменению знака рассогласования по напряжению, положение этого электрода фиксируется и запоминается (Iol), соответственно фиксируется и ! зайоминается его предыдущее положение (!ы ) и определяется среднее арифметичеII ! о + !о1 II ское значение этих величин !,I— что соответствует верхнему уровн.а шлака для данного электрода, относительно которого в дальнейшем определяется степень экранирования дуг, Одновременно с этими измерениями и расчетами происходит дальнейшее опускание двух других электродов (фиг.1а), При касании шлака хотя бы одним из них s электрической цепи появляется электрический ток, соответствующий еще беэдуговому режиму, Как только ток становится больше 5 тока короткого замыкания для данной ступени напряжения, что определяется по изменению знака рассогласования по току, фиксируется и запоминается положение этого и другого элеткродов (!о2, (оз ), 1, Используя значения предыдущих положений (Ipz, !оз ), которые определяются диII, ll с к рет ностью измерений, дл я н их та к же определяют верхний уровень шлака (Ioz; !оз), которые запоминаются памятью системы управления. В случае, если одновременно коснутся шлака хотя бы два электрода, указанное уменьшение напряжения не наблюдается, В этом случае верхний уровень шлака для всех электродов определяется по току (фиг.2). Таким образом, когда дуги зажглись для каждого электрода, определен верхний уровень шлака, Электроды при этом совершают около него колебательное движение, т.е. имеют изменение текущего попожения Irl. Теперь для каждого электрода определяется степень экранирования дуг, в виде разности (!т!-Iol). Таким образом, если текущее положение электродов !ь больше соответствующего зафиксированного верхнего уровня !0т, разность положительна, а следовательно дуги экранированы шлаком. Если же текущее положение какого-либо электрода меньше зафиксированного для него верхнего уровня, разность отрицательна, а следовательно электрод находится выше уровня шлака и дуга частично экранирована. Для исключения этого электрод опускают, ток увеличивают. Ток и изменение знака указанной разности постоянно контролируют. Как только разность текущего и зафиксированного положения станет положительной, перемещение электрода прекращают. Если знак разности не изменяется, а ток возрастает до 80/ тока короткого замыкания для данной ступени напряжения, вводят очередную порцию вспенивающего шлак материала, Способ реализован на дуговой печи ДСП-100И6 под управлением вычислительного комплекса, Определение положения электродов в период процесса доводки металла. На ДСП применен гидравлический регулятор АРДГ400, обеспечивающий скорость перемещения электродов, равную 10 м/с. Для получения необходимой точности определения верхнего уровня шлака !0ь после разрыва дуг, каждые 0,2 с измеряют ток в электродах, фазное напряжение и перемещение электродов IT. Пример 1. Диаграмма фиг.1а соответствует изменениям измеряемых величин для первого электрода, а фиг.1б — для второго. В виду аналогичности характера поведения третьего электрода его диаграмма не приводится. Печь работает на одиннадцатой ступени напряжения печного трансформатора с U=259 В. На участке А электроды опускают для зажигания дуг, Первый электрод первым коснулся шлака, об этом свидетельствует уменьшение его фазного напряжения до 20В. В этот момент зафиксировано положение электрода I» =2140 мм, Предыдущее изl медленное положение электрода равно I« =2120 мм (до уменьшения напряжения). ! Таким образом, в системе сразу же определяется и запоминается верхний уровень шлака для первого электрода, который соответствует !«=-2130 мм, Электрод при этом может продолжать опускаться (в зависимости от настройки регулятора). Токи всех электродов равны нулю. Когда второй электрод достигает шлака, в его цепи возникает 1700780 20 35 40 электрический сигнал, равный 7 кА. В этот момент зафиксировано положение электрода log=2590 мм, а его предыдущее измеI ренное положение, соответствующее безтоковому режиму, равно Ipz =2570 мм, II Следовательно, определяется верхний уровень шлака второго электрода !ор=2580 мм, Аналогично определено !оз=2530 мм, После появления слабых токов электроды незначительно еще перемещаются вниз, при этом ток резко возрастает, наступает пробой и дуги зажигаются. Участок В соответствует горению дуг в шлаке, при этом разность между текущим положением электродов ! и их верхним уровнем шлака !,! положительна. На участке С разность положений I>i и !ьч отрицательна, что соответствует горению дуг над шлаком. Как только зафиксирован этот факт, система сразу же срабатывает и дает команду на опускание электродов, в результате чего контролируемая разность стала положительной, а дуги экранированы. Пример 2. Процесс зажигания дуг после очередного взятия пробы и замера температуры металла, При этом включена четырнадцатая ступень трансформатора с U=229D. В этом случае, два электрода коснулись шлака одновременно и поэтому уменьшения напряжения не зафиксировано. На первом электроде зафиксированы lo< = 2256 мм при токе равном 6 кА, lo1 =2240 мм, следовательно верхний уровень шлака Io !=2248 мм. На втором электроде le =2630 мм при l токе 7 кА, Ioz =2610 мм верхний уровень 1I шлака составил log=2620 мм, адля третьего электрода !оз=2262 мм. Период открытых дуг, когда разность отрицательна, возникает на участке В. Система срабатывает и опускает электроды (участок С). В дальнейшем токи достигают значения 80 1 к . (45 кА) и экранирование дуг производят введением добавок (200 кг окатышей + 40 кг кокс), Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: определение верхнего уровня позволяет постоянно контролировать положение электрода около него и немедленно управлять его опусканием или добавкой вспенивающих материалов. что приводит к горению дуги в шлаке и увеличению стойкости стен печи. Кроме того, это позволяет экономить расход электроэнергии, а также повысить производительность печи и выход годного за счет максимального использования вводимой мощности на нагрев металла. Формула изобретения Способ управления режимом в дуговой сталеплавильной печи, при котором измеряют текущие значения тока и напряжения в каждой фазе печи, сравнивают их с заданными значениями, определяют рассоглаcîâàíèÿ и перемещают электроды, периодически определяют и запоминают степень экранирования дуг шлаком и добавляют шлакообразующие материалы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения тепловой нагрузки на стены печи путем увеличения степени экранирования дуг, дополнительно задают пороговое значение тока, определяют текущее положение каждого электрода и верхний уровень шлака, а степень экранирования дуг шлаком рассчитывают как их разность, при этом верхний уровень шлака определяют как среднее арифметическое двух положений электрода, первсе из которых соответствует переходу знака рассогласования между текущим и заданным значениями тока от отрицательного к положительному, а в случае отсутствия тока, — положению электрода, соответствующему переходу знака рассогласования между текущим и заданным значениями напряжения от положительного к отрицательному, а второе — предыдущему запомненному значению положения электрода, полученное значение степени экранирования дуг шлаком сравнивают с заданным, определяют рассогласование, в случае, если рассогласование положительно, перемещают электрод вниз, одновременно сравнивая текущее значение тока с пороговым, и при превышении текущего значения над пороговым, останавливают электрод и подают шлакообразующий материал, 1700780 а 4Ьа1 Редактор Н.Рогулич Заказ 4479 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Я8 < 0 -I фу Составитель Е,Косарев Техред М.Моргентал Корректор 3.Лончакова Производственно-издательский комбинат "Патент",:г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
